文件系统实验 模拟设计文件操作
实验五文件系统实验
一. 目的要求
. 用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。
要求设计一个n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。
二. 例题：
设计一个N个用户的文件系统，每次用户可保存L个文件，一次运行用户可以打开S个文件。
程序采用二级文件目录（即设置主目录MFD）和用户文件目录（UFD）。另外，为打开文件设置了运行文件目录,用户已打开文件表UOF.。
为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作
算法与框图：
因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。
文件保护简单使用了保护码：允许读写执行、对应位为1，对应位为2，和对应位为3。
程序中使用的主要设计结构如下：
主文件目录和用户文件目录（MFD、UFD）打开文件目录（UOF）（即运行文件目录）主文件目录MFD：
用户文件目录UFD
用户已打开文件表UOF
用输入命令来模拟用户程序中调用的文件操作，这些命令的格式和和要求如下：①建立文件：create(文件名，文件长度，文件属性）
②写文件：write(文件名，记录号）
有两种情况，第一种是在执行create后要求写，第二种是在执行open 后要求写，即对一个已存在的文件进行修改。
③关闭文件：close(文件名），对某个文件不需要再读或写时，用户应关闭文件。
④打开文件：open(文件名，操作类型），其中操作类型指出文件打开后，用户将对文件进行读或写。约定操作类型与文件属性不符合或正处于“建立”状态的文件不允许打开。
⑤读文件：read(文件名，读长度），由于文件采用索引，可顺序读，也可随机读，自行设计流图。
⑥删除文件 delete(文件名），从相应的用户文件目录UFD中将文件控制块删除，收回该文件占用的存储区域。自行设计流程。
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include "conio.h"
#include "stdlib.h"
#define L 6 /* 用户最多保存的文件数*/
#define N 5 /* 系统可同时管理的用户数*/
int U;
typedef int SX;/*文件属性1为只读，2为写，3为可读可写*/
typedef int ZT;/*文件状态1为建立，2为打开，3为关闭*/ typedef int FLAG;/*是否空表目,0为空，1为非空*/
static int memo[128]={10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150} ;
/*用户文件目录*/
struct FCB
{
char filename[20];/*文件名*/
SX access;/*文件属性*/
int length;/*记录长度*/
int address[5];/*文件地址*/
FLAG flag;/*是否空表目，0为空*/
};
/*用户已打开文件表*/
struct UOF1
{
char filename[20];/*文件名*/
SX access;/*文件属性*/
int length;/*记录长度*/
ZT flag1;/*状态*/
int write;/*写指针*/
int read;/*读指针*/
FLAG flag;
int address[5];/*文件地址*/
};
struct FCB UFD[N][L] ={{{"abc",2,3,{10,20,30},1},{"def",1,3,{40,50,60},1},{"wj",3,3,{7 0,80,90},1}},
{{"xyz",1,1,{100},1},{"aaa",2,1,{110},1}},
{{"yyx",1,1,{100},1},{"ccb",1,1,{120},1}},
{{"ddd",1,3,{40,50,60},1}}
};
struct UOF1 UOF[N][L]={{"abc",2,3,2,0,0,1,{10,20,30}},{"ccb",1,1,2,0,0,1,{12 0}}};
struct MFD1
{char username[10];
int count;
int opencont;
struct FCB *userfaddr;
struct UOF1 *openfaddr;
};
struct MFD1 MFD[N]={"A",3,0,UFD[0],UOF[0],"B",2,0,UFD[1],UOF[1],"C",2, 0,UFD[2],UOF[2],"D",1,0,UFD[3],UOF[3]};
/*在UFD中找空白表项*/
selectUFD()
{ int i;
struct FCB *P=MFD[U].userfaddr;
for(i=0;i if(P[i].flag==0) break; if(i /*在UOF中找空白表项*/ selectUOF() { int j; struct UOF1 *P=MFD[U].openfaddr; for(j=0;j if(P[j].flag==0) break; if(j /*建立文件函数*/ void creat(/*char filename[],int L,SX access*/) { struct FCB *P=MFD[U].userfaddr; int I,J; int j,le,address; char s[20]; char ac; printf("请输入文件名\n"); scanf("%s",s); for(j=0;j if(strcmp(P[j].filename,s)==0) { printf("有同名文件,不能创建!\n"); break; } if(j==L) { printf("文件长度：\n"); scanf("%d",&le); getchar(); printf("文件属性：\n"); scanf("%d",&ac); getchar(); I=selectUFD(); J=selectUOF();/*找空登记项，*/ strcpy(UFD[U][I].filename,s); UFD[U][I].length=le; UFD[U][I].access=ac; UFD[U][I].flag=1; strcpy(UOF[U][J].filename,s); UOF[U][J].length=le; UOF[U][J].access=ac; UOF[U][J].flag=1; printf("请输入第一个地址\n"); scanf("%d",&address); for(j=0;j<128;j++) { if(memo[j]==0) { memo[j]=address; break; } } UFD[U][I].address[0]=address; UOF[U][J].flag1=1; UOF[U][J].write=address; MFD[U].count++; MFD[U].opencont++; printf("\n文件创建成功！\n"); } } /*以上已调试完成！20101115*/ /*关闭文件函数*/ void close() { int i; char name[20]; char noname[20]="00000000"; printf("请输入文件名：\n"); scanf("%s",name); for(i=0;i if(strcmp(UOF[i]->filename,name)==0) if(UOF[i]->flag1==1) {UOF[i]->flag1=3;} else if(UOF[i]->flag1==2) {strcpy(noname,UOF[i]->filename); UOF[i]->access=0; UOF[i]->length=0; UOF[i]->write=0; UOF[i]->flag=0; printf("文件成功关闭\n");break; } else printf("文件已经关闭！\n") ; } /*CLOSE 已经调试完成！*/ /*打开文件函数*/ void open() { char na[20]; int c; int x,m,j,i; printf("请输入要打开的文件名\n"); getchar(); gets(na) ; printf("你想对文件进行写还是读操作?\n"); scanf("%d",&c); getchar(); for(i=0;i { if(strcmp(UFD[U][i].filename,na)==0) { m=i; for(j=0;j<5;j++) { if(strcmp(UOF[U][j].filename,na)==0) { if(UOF[U][j].flag1==1) { printf("文件正在被创建,不能打开！\n"); break; } else { printf("文件已经打开\n"); break; } } } if(j==5) /*UOF中没有该文件，即：该文件尚未打开*/ { if(UFD[U][m].access==c) for(x=0;x<5;x++) if(UOF[U][x].flag==0) { strcpy(UOF[U][x].filename,UFD[U][m].filename); UOF[U][x].length=UFD[U][m].length; UOF[U][x].access=UFD[U][m].access; UOF[U][x].flag1=2; UOF[U][x].flag=1; UOF[U][x].read=UFD[U][m].address[0]; UOF[U][x].write=UFD[U][m].address[0]; printf("文件打开成功\n"); break; } } else printf("操作不合法，不能打开！\n"); break; } if(i==L) printf("文件不存在，不能打开!\n"); } } /*OPEN()已调试完！*/ /*写文件函数*/ void write() { char nam[20]; int i,j,n,b,e,k; int m=-1; static int ad[5]; printf("请输入要进行写操作的文件名\n"); getchar();gets(nam); for(i=0;i<5;i++) { if(strcmp(UOF[U][i].filename,nam)==0) { if(UOF[U][i].flag1==1)/*文件为建立状态*/ { m=i; for(e=1;e { printf("输入地址%d\n",e); scanf("%d",&ad[e]); for(k=0;k<20;k++) if(ad[e]==memo[k]) { printf("the address%d is wrong and input another one\n",e); scanf("%d",&ad[e]); break; } for(j=0;j<128;j++) { if(memo[j]==0) { memo[j]=ad[e]; break; } } UOF[U][m].address[e]=ad[e]; UOF[m]->write=ad[e]; } printf("写文件成功！\n"); break; } else /*不是建立状态*/ if(UOF[U][i].access==1) {printf("操作不合法，不能写！\n");break;} else { printf("是顺序修改吗？1为顺序，0为非顺序1/0?\n"); scanf("%d",&n); if(n==1) { for(e=0;e { UOF[U][m].write=UOF[U][m].address[e] ; printf("本记录%d修改完成！,UOF[m].address[e]\n"); } printf("写文件成功！\n"); break; } else {printf("想修改哪条记录?\n"); scanf("%d",&b); printf("the %d record is %d",b,UOF[U][m].address[b]); UOF[U][m].write=UOF[U][m].address[b] ; printf("本记录%d修改完成！,UOF[m].address[e]\n"); printf("写文件成功！\n"); break; } } } } if(i==5) printf("文件尚未建立或打开，不能写！\n"); } void read() {char nam[20]; int i,le,m=-1; static int ad[5]; int ipaddress; printf("请输入要进行读操作的文件名\n"); getchar();gets(nam); printf("请输入读长度\n"); scanf("%d",&le); for(i=0;i<5;i++)/*检查文件是否已经打开*/ if(strcmp(UOF[U][i].filename,nam)==0) m=i; if(i==5) printf("文件尚未打开，不能读！\n"); else {ipaddress=UOF[U][m].read; for(i=0;i printf("%d",ipaddress++); UOF[U][m].read=ipaddress; printf("读文件成功！\n"); } } delet() { char noname[20]="00"; struct FCB *P=MFD[U].userfaddr; int I; int j,i; char s[20]; printf("请输入文件名\n"); scanf("%s",s); for(j=0;j if(strcmp(P[j].filename,s)==0) { printf("有该文件!\n"); I=j; f or(i=0;i<20;i++)/*检查文件是否已经打开*/ if(strcmp(UOF[i]->filename,s)==0) {strcpy(noname,UOF[i]->filename); UOF[i]->access=0; UOF[i]->length =0; UOF[i]->write =0; UOF[i]->flag=0; } strcpy(noname,UFD[I]->filename); 嵌入式系统实验报告(二) --嵌入式文件系统的构建 138352019陈霖坤一实验目的 了解嵌入式操作系统中文件系统的类型和作用 了解JFFS2文件系统的优点及其在嵌入式系统中的作用 掌握利用Busybox软件制作嵌入式文件系统的方法 掌握嵌入式linux文件系统的挂载过程 二实验内容与要求 编译BusyBox，以BusyBox为基础，构建一个适合的文件系统； 制作ramdisk文件系统映像，用你的文件系统启动到正常工作状态； 研究NFS作为根文件系统的启动过程。 三Busybox介绍 BusyBox最初是由Bruce Perens在1996年为Debian GNU/Linux安装盘编写的,其原始构想是希望在一张软盘上能放入一个开机系统，以作为急救盘和安装盘。后来它变成了嵌入式Linux设备和系统和Linux发布版安装程序的实质标准，因为每个Linux可执行文件需要数Kb的空间，而集成两百多个程序的BusyBox可以节省大量空间。Busybox集成了包括mini-vi编辑器、/sbin/init、文件操作、目录操作、系统配置等应用程序。 Busybox支持多种体系结构，可以选择静态或动态链接，以满足不同需要。 四linux文件系统 文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制，linux文件系统接口设计为分层的体系结构，从而将用户接口层、文件系统实现层和操作存储设备的驱动程序分隔开。 在文件系统方面，linux可以算得上操作系统中的“瑞士军刀”。Linux支持许多种文件系统，从日志型文件系统到集群文件系统和加密文件系统，而且对于使用标准的和比较奇特的文件系统以及开发文件系统来说，linux是极好的平台，这得益于linux内核中的虚拟文件系统（VFS，也称虚拟文件系统交换器）。 文件结构 Windows的文件结构是多个并列的树状结构，不同的磁盘分区各对应一个树。Linux的文件结构是单个的树，最上层是根目录，其它目录都从根目录生成。不同的linux发行版集 中北大学 操作系统课程设计 说明书 学院、系：软件学院 专业：软件工程 学生姓名：徐春花学号： 设计题目：基于Linux的模拟文件系统的设计与实现 起迄日 期: 2014年6月14日- 2014年6月26日指导教薛海丽 师: 2014 年 6月 26 日 前言 简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。 Linux不仅为用户提供了强大的操作系统功能，而且还提供了丰富的应用软件。用户不但可以从Internet上下载Linux及其源代码，而且还可以从Internet上下载许多Linux的应用程序。可以说，Linux本身包含的应用程序以及移植到Linux上的应用程序包罗万象，任何一位用户都能从有关Linux的网站上找到适合自己特殊需要的应用程序及其源代码，这样，用户就可以根据自己的需要下载源代码，以便修改和扩充操作系统或应用程序的功能。这对Windows NT、Windows98、MS-DOS或OS2 等商品化操作系统来说是无法做到的。 Linux具有：稳定、可靠、安全的优点，并且有强大的网络功能。其中有对读、 写进行权限控制、审计跟踪、核心授权等技术，这些都为安全提供了保障。在相关软 件的支持下，可实现WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服务，还可作为路由器 使用，利用IPCHAINSIPTABLE网络治理工具可构建NAT及功能全面的防火墙。 Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系 统。Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑 器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形 用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系 统进行操作。 目录 1需求分析 (3) 1.1 功能介绍 (3) 1.2 目的及意义 (5) 1.2.1 目的 (5) 1.2.2 意义 (6) 1.3 设计成果 (7) 2总体设计 (8) 2.1功能介绍 (8) 2.2模块关联 (9) 3详细设计 (12) 黄冈师学院 提高型实验报告 实验课题文件系统的设计与实现（实验类型：□综合性 设计性□应用性） 实验课程操作系统原理 实验时间2015－2016 第二学期 学生何正发 专业班级软件工程1401 学号07 成绩： 一、实验目的和要求 1、熟悉操作系统设计的过程，巩固操作系统的基本知识，加深对操作原理、功能及各种不同的存储管理方法理解与应用； 2、学会运用各种语言、软件开发新软件的基本方法； 3、增强实际应用能力和动手操作能力。 二、实验条件 Win7 /Windows 8.1/Linux等操作系统，装有java、C、C++、C#等语言工具的环境。 三、实验原理分析 可以选择最佳适应算法，按照从小到大的次序组成空闲区自由链，当用户作业或进程申请一个空闲区时，存储管理 程序从表头开始查找，当找到第一个満足要求的空闲区时，停止查找。如果该空闲区大于请求表中的请求长 度，将减去请求长度后的剩余空闲区部分留在可用表中。回收时，从作链中删去要回收的作业块，同时在空 闲链中插入该作业大小的空闲区，并按顺序排列 四、实验方案或步骤 1、应用环境、需求分析 本模拟系统主要针对文件的管理和操作名主要有：创建用户、文件、文件夹，读文件，写文件，执行文件，关闭文件，删除用户、文件夹、文件的功能。 创建用户、文件、文件夹：在对系统发出操作命令之前必须先登录用户，然而登录之前必须创建该用户。在创建完后，可通过登录用户来创建文件和文件夹。在创建文件时可设置文件的属性和输入文件的容。 读文件：读取任何已创建的只读或读写文件的容；如果所要读的文件不是可读文件时，系统会显示该文件不可读；如果所读文件不存在，系统会显示文件不存在。 写文件用户可写或重写读写文件中的容，并保存文件中的重写容，以供下次读取；当所要写的文件不是可写的文件时，系统会显示该文件不可写；当所要写的文件并不存在时，系统会显示该文件不存在。 操作系统课程设计之三 设计任务：模拟OS文件系统 在任一OS（Window或者Dos；也可以是在Linux下，但要求能将结果演示给老 师看）下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的模拟OS 字 ，第 ⑤、每个目录实际能放下文件或子目录30项。 ⑸、文件系统空间分配： ①、第0个盘块（1k）存放磁盘信息（可以设定为格式说明“FAT32”、盘块大小，盘块数等 内容） ②、第1个盘块起，至125盘块，共125个盘块（125k）存放FAT内容 ③、第126、127（2个）盘块，存放位示图 ④、从第128盘块至10000盘块，皆为数据（区）盘块，其逻辑编号从0开始，至 9872号数据盘块，即第0数据盘块为128号盘块，第1数据盘块为129号盘块，… ⑤、第0数据盘块（即128号盘块），存放根目录（同样只用一个盘块作根目录）， 由于第0、1目录项为“.”（本目录）, “..”（父目录），因此根目录下同样只能存放30个文件或目录，并且从第2个目录项开始。 ⑥、文件或子目录数据，放在第1数据盘块及以后的数据盘块中，由用户按需要使 用。 内容 ⑺、删除文件 #DelFile 文件名.扩展名，在文件所在的目录项中，将第一个字节变为0xE5，并同时修改FAT内容和位示图内容；如果文件不存在，给出出错信息 ⑻、文件拷贝 #CopyFile 老文件,新文件，为新文件创建一个目录项，并将老文件内容复制到新文件中，并同时修改FAT内容和位示图内容 ⑼、显示位示图内容 #ShowBitMP，将位示图内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制）⑽、显示FAT内容 #ShowFAT，将FAT内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制） 4、程序的总体流程为： ⑴、输出提示符#，等待接受命令，分析键入的命令； ⑵、对合法的命令，执行相应的处理程序，否则输出错误信息，继续等待新命令 关于对FAT表和MAP表的用法 1.当要用到数据块是，查询MAP表（因为只做比较查询即可）,查询到的未用位置 置1，然后在FAT表上进行相应记录，在本程序做出的规定是，当文件夹FAT 表做-1，若是文件则按照FAT做对应的顺序记录，最后一块同样是-1结束，2.回收的时候，是按照FAT表的首项，做顺序置0，然后MAP也在相应位置置0 目录 第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 系统的主要功能 (1) 系统模块功能结构 (1) 运行环境要求 (2) 数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 模块设计 (3) 算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 运行结果及分析 (4) 系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7) 第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。 模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。 第2章概要设计 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令： Login 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write 写入文件 Delete 删除文件 Mkdir 建立目录 Cd 切换目录 Logout 退出登录 系统模块功能结构 运行环境要求 操作系统windows xp ，开发工具vc++ 数据结构设计 用户结构：账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users; 本系统有8个默认的用户名,前面是用户名,后面为密码,用户登陆时只要输入正确便可进入系统,否则提示失败要求重新输入。 users usrarray[8] = { "usr1","usr1", "usr2","usr2", "usr3","usr3", "usr4","usr4", 操作系统课程设计Array文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制 文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看，加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统，实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create，open，read，write，close，delete等文件命令，对文件进行操作。 以下报告主要包括： 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计 4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解，但是经过本学期的三次实验的练习，可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关，可以不考虑。（零花费，零收益） 3.法律可行性 自己编写的程序，仅为练习，不作其他用途，与外界没什么联系，可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统，主要有以下几点要求： 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD（User File Directory）。这些文件目录可以具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。此外，在系统中再建立一个主文件目录MFD （Master File Directory）；在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目 实验二文件系统实验报告 一．实验简介 本实验要求在假设的I/O 系统之上开发一个简单的文件系统，这样做既能让实验者对文件系统有整体了解，又避免了涉及过多细节。用户通过create, open, read 等命令与文件系统交互。文件系统把磁盘视为顺序编号的逻辑块序列，逻辑块的编号为0 至L-1。I/O 系统利用内存中的数组模拟磁盘。 实际物理磁盘的结构是多维的：有柱面、磁道、扇区等概念。I/O 系统的任务是隐藏磁盘的结构细节，把磁盘以逻辑块的面目呈现给文件系统。逻辑块顺序编号，编号取值范围为0 至L .. 1，其中L 表示磁盘的存储块总数。实验中，我们可以利用字符数组ldisk[L][B] 构建磁盘模型，其中 B 表示每个存储块的长度。I/O 系统从文件系统接收命令，根据命令指定的逻辑块号把磁盘块的内容读入命令指定的内存区域，或者把命令指定的内存区域内容写入磁盘块。 我设计的文件系统拥有三个用户。 二．具体说明 1.文件系统的组织：磁盘的前k 个块是保留区，其中包含如下信息：位图和文件描述符。位图用来描述磁盘块的分配情况。位图中的每一位对应一个逻辑块。创建或者删除文件，以及文件的长度发生变化时，文件系统都需要进行位图操作。前k 个块的剩余部分包含一组文件描述符。每个文件描述符包含如下信息： ?文件长度，单位字节 ?文件分配到的磁盘块号数组。该数组的长度是一个系统参数。在实验中我们可以把它设置为一个比较小的数，例如3。 2．目录：我们的文件系统中仅设置一个目录，该目录包含文件系统中的所有文件。除了不需要显示地创建和删除之外，目录在很多方面和普通文件相像。目录对应0 号文件描述符。初始状态下，目录中没有文件，所有，目录对应的描述符中记录的长度应为0，而且也没有分配磁盘块。每创建一个文件，目录文件的长度便增加一分。目录文件的内容由一系列的目录项组成，其中每个目录项由如下内容组成： ?文件名 ?文件描述符序号 3.对文件的操作： 文件系统需提供如下函数；create, destroy, open, read, write。 ?create(filename): 根据指定的文件名创建新文件。 ?destroy(filename): 删除指定文件。 ?open(filename): 打开文件。该函数返回的索引号可用于后续的read, write, lseek, 或close 操作。 ?close(index): 关闭制定文件。 ?read(index, mem_area, count): 从指定文件顺序读入count 个字节mem_area 指定的内存位 简单文件系统的设计及实现 一、实验目的： 1、用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解 2、要求设计一个 n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。 二、实验内容： 1、设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。 2、程序采用二级文件目录（即设置主目录[MFD]）和用户文件目录（UED）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。 3、为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作 4、算法与框图 ?因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。 ?文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为 1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。 ?程序中使用的主要设计结构如下：主文件目录和用户文件目录（ MFD、UFD）； 打开文件目录（ AFD）（即运行文件目录） 文件系统算法的流程图如下 三、工具/准备工作： 在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。并做以下准备： 1) 一台运行Windows 2000 Professional或Windows 2000 Server的操作系统的计算机。 2) 计算机中需安装Visual C++ 6.0专业版或企业版 四、实验要求： （１）按照学校关于实验报告格式的要求，编写实验报告（含流程图）； （２）实验时按两人一组进行分组，将本组认为效果较好的程序提交检查。 实验四文件系统实验 一 . 目的要求 1、用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 2、要求设计一个 n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。 二 . 例题： 1、设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。 2、程序采用二级文件目录（即设置主目录[MFD]）和用户文件目录（UED）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。 3、为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作。 4、算法与框图： ①因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。 ②文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为 1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。 ③程序中使用的主要设计结构如下： 主文件目录和用户文件目录（ MFD、UFD） 打开文件目录（ AFD）（即运行文件目录） 文件系统算法的流程图如下： 三 . 实验题： 1、增加 2～3个文件操作命令，并加以实现。（如移动读写指针，改变文件属性，更换文件名，改变文件保护级别）。 #include 课程名称计算机操作系统实验名称文件系统存储空间管理模拟姓名学号 专业班级实验日期 成绩指导老师 一、实验目的 根据提出的文件分配和释放请求，动态显示磁盘空闲空间的 态以及文件目录的变化，以位示图和索引分配为例：每次执行请求后要求显示或打印位示图的修改位置、分配和回收磁盘的物理块地址、更新的位示图、目录。 二、实验原理 用数组表示位示图，其中的每一位对应磁盘一个物理块的状态，0表示、空闲，1表示分配；当请求分配一个磁盘块时，寻找到数组中为0的位，计算相对磁盘块号，并计算其在磁盘中的物理地址（柱面号、磁道号、物理块号），并将其状态由0变到1。当释放某一物理块时，已知其在磁盘中的物理地址，计算其相对磁盘块号，再找到位示图数组中的相应位，将其状态由1变为0。 三、主要仪器设备 PC机（含有VC） 四、实验容与步骤 实验容：1. 模拟文件空间分配、释放过程，可选择连续分配、链式分配、索引分配法；2. 文件空闲空间管理，可采用空白块链、空白目录、位示图法； 步骤如下： 1. 输入磁盘基本信息参数，计算位示图大小，并随机初始化位示图； （1）磁盘基本信息：磁盘柱面数m, 每柱面磁道数p, 每磁道物理块数q； （2）假设采用整数数组存放位示图，则数组大小为： Size= ceil（（柱面数*每柱面磁道数*每磁道物理块数）/（sizeof(int)*8））（3）申请大小为size的整数数组map，并对其进行随机初始化。 例如：假设m=2, p=4, q=8, 共有64个磁盘块，若sizeof(int)=2, 则位示图大小为4，map[4]如下： 地址到高地址位上。即map[0]的第0位到第15位分别对应0号磁盘块到15号磁盘块的状态，map[1]的第0位到第15位对应16号磁盘块到31号磁盘块的状 操作系统课程设计报告 题目：文件系统 专业：软件工程 院系：信息管理学院 年级：大三软件Q1141 学号： 11150132 姓名：王毅 指导教师：李红艳 职称：副教授 湖北经济学院教务处制 目录 操作系统课程设计报告 一实验内容 (2) 二设计的基本概念和原理 (2) 三总体设计 (2) 2-1 文件的组织结 构............................................................. (2) 2-2 磁盘空间的管 理............................................................. (2) 2-3 目录结 构 (3) 2-4文件操 作 (4) 四详细设计 (4) 4-1 建立文件（create_file）流程 图 (4) 4-2 打开文件（open_file）流程 图 (6) 4-3读文件（read_file）流程 图 (7) 4-4 写文件（write_file）流程 图 (8) 4-5 关闭文件（close_file）流程 图 (9) 4-6 删除文件（delete_file）流程 图 (10) 4-7 显示文件内容（typefile）流程 图 (11) 4-8 建立目录（md）流程 图 (12) 4-9显示目录内容流程 图 (13) 五详细代码 (14) 六运行结果截图 (40) 七总结 (44) 八参考文献 (45) 一、实验内容 要求设计一个简单的文件系统，用文件模拟磁盘，实现以下功能： （1）支持多级目录结构； （2）实现的命令包括建立目录、列目录、删除空目录、建立文件、删除文件、显示文件内容、打开文件、读文件、写文件、关闭文件、改变文件属性。 操作系统课程设计报告简单文件系统的实现 专业： 班级： 姓名： 学号： 老师： 一、课程设计的目的 1. 通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部数据结构、功能以及实现过程的理解。 二、课程设计要求 1. 在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储分区，在其上实现一个简单的基于多级目录的单用户单任务系统中的文件系统。在退出该文件系统的使用时，应将该虚拟文件系统以一个Windows 文件的方式保存到磁盘上，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。2文件存储空间的分配可采用显式链接分配或其他的办法。 3空闲磁盘空间的管理可选择位示图或其他的办法。如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，那么可以将位示图合并到FAT中。 文件目录结构采用多级目录结构。为了简单起见，可以不使用索引结点，其中的每个目录项应包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。 要求提供以下有关的操作命令： my_format：对文件存储器进行格式化，即按照文件系统的结构对虚拟磁盘空间进行布局，并在其上创建根目录以及用于管理文件存储空间等的数据结构。 my_mkdir：用于创建子目录。 my_rmdir：用于删除子目录。 my_ls：用于显示目录中的内容。 my_cd：用于更改当前目录。 my_create：用于创建文件。 my_open：用于打开文件。 my_close：用于关闭文件。 my_write：用于写文件。 my_read：用于读文件。 my_rm：用于删除文件。 my_exitsys：用于退出文件系统。 三、程序的设计细想和框图 1．打开文件函数fopen() （1）格式：FILE *fopen(const char *filename,const char *mode) （2）功能：按照指定打开方式打开指定文件。 （3）输入参数说明： filename：待打开的文件名，如果不存在就创建该文件。 mode：文件打开方式，常用的有： "r"：为读而打开文本文件（不存在则出错）。 "w"：为写而打开文本文件（若不存在则创建该文件；反之，则从文件起始位置写,原内容将被覆盖）。 "a"：为在文件末尾添加数据而打开文本文件。（若不存在则创建该文件；反之,在原文件末尾追加）。 "r+"：为读和写而打开文本文件。（读时，从头开始；在写数据时,新数据只覆盖所占的空间，其后不变) 。 "w+"：首先建立一个新文件，进行写操作，随后可以从头开始读。(若文件存在，原内容将全部消失) 。 "a+"：功能与"a"相同；只是在文件末尾添加新的数据后，可以从头开始读。 另外，上述模式字符串中都可以加一个“b”字符，如rb、wb、ab、rb+、wb+、ab+等组合， 操作系统实验报告 实验目的： 随着操作系统应用领域的扩大，以及操作系统硬件平台的多样化，操作系统的体系结构和开发方式都在不断更新，目前通用机上常见操作系统的体系结构有如下几种:模块组合结构、层次结构、虚拟机结构和微内核结构。为了更好的了解计算机操作系统体系结构，以及linux 的体系结构，特作此报告。 实验内容： 计算机操作系统体系结构 一、模块组合结构 操作系统刚开始发展时是以建立一个简单的小系统为目标来实现的，但是为了满足其他需求又陆续加入一些新的功能，其结构渐渐变得复杂而无法掌握。以前我们使用的MS-DOS 就是这种结构最典型的例子。这种操作系统是一个有多种功能的系统程序，也可以看成是一个大的可执行体，即整个操作系统是一些过程的集合。系统中的每一个过程模块根据它们要完成的功能进行划分，然后按照一定的结构方式组合起来，协同完成整个系统的功能。如图1所示: 在模块组合结构中，没有一致的系统调用界面，模块之间通过对外提供的接口传递信息，模块内部实现隐藏的程序单元，使其对其它过程模块来说是透明的。但是，随着功能的增加，模块组合结构变得越来越复杂而难以控制，模块间不加控制地相互调用和转移，以及信息传递方式的随意性，使系统存在一定隐患。 二、层次结构 为了弥补模块组合结构中模块间调用存在的固有不足之处，就必须减少模块间毫无规则的相互调用、相互依赖的关系，尤其要清除模块间的循环调用。从这一点出发，层次结构的设计采用了高层建筑结构的理念，将操作系统或软件系统中的全部构成模块进行分类:将基础的模块放在基层(或称底层、一层)，在此基础上，再将某些模块放在二层，二层的模块在基础模块提供的环境中工作;它只能调用基层的模块为其工作，反之不行。严格的层次结构，第N+l层只能在N层模块提供的基础上建立，只能在N层提供的环境中工作，也只能向N 层的模块发调用请求。 在采用层次结构的操作系统中，各个模块都有相对固定的位置、相对固定的层次。处在同一层次的各模块，其相对位置的概念可以不非常明确。处于不同层次的各模块，一般而言，不可以互相交换位置，只存在单向调用和单向依赖。Unix/Linux系统采用的就是这种体系结构。 在层次结构中，强调的是系统中各组成部分所处的位置，但是想要让系统正常运作，不得不协调两种关系，即依赖关系和调用关系。 依赖关系是指处于上层(或外层)的软件成分依赖下层软件的存在、依赖下层软件的运行而运行。例如，浏览器这部分软件就依赖GUI的存在和运行，GUI又依赖操作系统的存在和运行。在操作系统内部，外围部分依赖内核的存在而存在，依赖内核的运行而运行，内核又依赖HAL而运行。处在同层之内的软件成分可以是相对独立的，相互之间一般不存在相互依赖关系。 三、虚拟机结构 虚拟机的基本思想是系统能提供两个功能:①多道程序处理能力;②提供一个比裸机有更方便扩展界面的计算机。操作系统是覆盖在硬件裸机上的一层软件，它通过系统调用向位于 操作系统课程设计模拟文 件系统 Newly compiled on November 23, 2020 目录第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 系统的主要功能 (1) 系统模块功能结构 (1) 运行环境要求 (2) 数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 模块设计 (3) 算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 运行结果及分析 (4) 系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7) 第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。 模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。 第2章概要设计 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令： Login 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write 写入文件 Delete 删除文件 Mkdir 建立目录 Cd 切换目录 Logout 退出登录 系统模块功能结构 运行环境要求 操作系统windows xp ，开发工具vc++ 数据结构设计 用户结构：账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users; 操作系统大型试验 实 验 报 告 姓名：XX 班级：软件工程110x 学号：201126630xxx 一、名称 操作系统大型试验。 二、目的 用C++编写出一个简单的模拟文件系统，实现目录的添加、删除、重命名，文件的添加、删除、重命名、文件和目录、文件的拷贝。 三、要求 开发工具：word，vc win32api 1.设计和实现一个简单的文件系统，要求包括目录、普通文件和文件的存储 2.文件系统的目录结构采用类似Linux的树状结构； 3.要求模拟的操作包括： a)目录的添加、删除、重命名； b)目录的显示（列表） c)文件的添加、删除、重命名 d)文件和目录的拷贝 4.用户进入时显示可用命令列表；用户输入help时显示所有命令的帮助文档；输入某个命令+？时显示该条命令的使用说明 5.用户输入exit时退出该系统 6.实验实现基于windows平台； 7.实验开发语言可以选用C/c++等 四、设计 1.主要思路说明 本模拟系统通过一个大小固定的数组要代表物理盘块，假设共有1024块，新增目录占一块，新增文件占一块，文件中可输入内容，内容假设定义为5个字符占一块，超出则应新申请空间。模拟物理盘块的数组中，数组内容为-99代表改物理盘块内容为空，可使用，其他数字均代表该物理盘块被占用，其中-3代表是占用文件的末结点，其他整数代表是文件内容的下一个寻址下标，另有一个string类型的数组来存储内容，模拟文件写入了对应下标的物理盘块中。设置了一个全局指针指向根结点，一个全局指针指向当前操作目录。搜索空白物理盘块时采用顺序搜索物理盘块数组。存储形式主要采用类似二叉树结构，如目录为根，目录下的第一个文件或目录存在根的子节点，目录下的其他文件或目录存在第一个文件或目录的兄弟节点，以此类推。 本程序仅seperate()函数使用现成代码，此函数功能为将输入命令串分离，仅仅起到美观作用，其余所有代码均为原创！ 2.申优功能： 1)能实现动态增长，即当输入文件的内容大小大于分配的模拟物理盘块时系统能够自动寻找空物理盘块并分配，将超出的内容保存在新的物理盘块中，若超出模拟磁盘大小，则超出部分不保存且返回提示。 2)能实现级联删除，即当删除目录（文件夹）时，目录下的所有内容也应当删除并正确释放物理盘块空间。 3)能实现目录的复制，即复制目录时（文件夹）时，该目录下的所有文件和目录也应准确复制至目标目录中，并正确分配物理盘块空间。 #include "stdio.h" #include "iostream.h" #include "string.h" #include "iomanip.h" #define FILENAME_LENGTH 10 //文件名称长度#define COMMAND_LENGTH 10 //命令行长度#define PARA_LENGTH 30 //参数长度 //账号结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users; //文件结构 struct fnode { char filename[FILENAME_LENGTH]; int isdir; int isopen; char content[255]; //我是目录/我是文件fnode *parent; fnode *child; fnode *prev; fnode *next; }; //账号 users usrarray[8] = { "usr1","usr1", "usr2","usr2", "usr3","usr3", "usr4","usr4", "usr5","usr5", "usr6","usr6", "usr7","usr7", "usr8","usr8", }; fnode *initfile(char filename[],int isdir); void createroot(); int run(); int findpara(char *topara); bool chklogin(char *users, char *pwd); void help(); int mkdir(); int create(); int read(); int write(); int del(); int cd(); int dir(); fnode *root,*recent,*temp,*ttemp; char para[PARA_LENGTH],command[COMMAND_LENGTH],temppara[PARA_LENGTH],recentpa ra[PARA_LENGTH]; //创建文件与目录结点 fnode* initfile(char filename[],int isdir) { fnode *node=new fnode; strcpy(node->filename,filename); node->isdir=isdir; node->isopen=0; node->parent=NULL; node->child=NULL; node->prev=NULL; node->next=NULL; return node; } //创建文件存储结点 void createroot () { recent=root=initfile("/",1); root->parent=NULL; root->child=NULL; root->prev=root->next=NULL; strcpy(para,"/"); } int mkdir() { temp=initfile(" ",1); cin>>temp->filename; if(recent->child==NULL) 文件管理系统模拟 1.实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现 2.实验内容 为Linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： （1）可以实现下列几条命令（至少4条） login 用户登录 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 （2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度； （3）源文件可以进行读写保护。 3.实验提示 （1）首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。 （2）用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。入file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。 4.源代码 #include 操作系统大型实验 班级：学号：姓名： 一实验介绍…………………………………………………………………… 1.实验名称 2.实验目的 3.实验内容及要求 二实验环境…………………………………………………………………… 三实验设计…………………………………………………………………… 1.数据结构设计 2.系统流程设计 3.实现命令操作 四模块详解…………………………………………………………………… 1 .文件操作 2 .用户操作 五实验演示…………………………………………………………………… 1 .初始化磁盘块 2 .用户登录 3 .目录操作 4 .文件操作 六源代码……………………………………………………………………… 七实验心得体会…………………………………………………………………… 1.调试中遇到的问题总结 2.实验感悟 一、实验介绍 1.实验名称 操作系统大型实验 2.实验目的 完成一个 UNIX/Linux文件系统的子集的模拟实现,了解Unix文件系统的实现机制。 3.实验内容及要求 （1）文件卷结构设计 0#块可省略 I节点栈及空间为20项 块大小为512字节 卷盘块数大于100 I节点盘块数大于10块 （2）I节点结构设计 文件大小 文件联接计数 文件地址 文件拥有者 文件所属组 文件权限及类别 文件最后修改时间 其中文件地址为六项：四个直接块号，一个一次间址，一个两次间址 （3）目录结构 用16字节表示，其中14字节为文件名，2字节为I节点号 （4）用户及组结构 用户信息中包括用户名、口令，所属组，用户打开文件表 （5）文件树结构 除（4）要求外，适当考虑UNIX本身文件树结构 （6）实现功能 Ls 显示文件目录 Chmod 改变文件权限 Chown 改变文件拥有者 Chgrp 改变文件所属组 Pwd 显示当前目录 Cd 改变当前目录 Mkdir 创建子目录 Rmdir 删除子目录 Mv 改变文件名 Cp 文件拷贝 Rm 文件删除 Ln 建立文件联接 Cat 连接显示文件内容 Vi 文件写入 Mk 创建文件 ~ 目录 第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 系统的主要功能 (1) 系统模块功能结构 (1) 运行环境要求 (2) 、 数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 模块设计 (3) 算法流程图 (3) 第4章系统源代 码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 运行结果及分析 (4) 系统测试结论 (5) 。 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7) 《 第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实 现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。 模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。^ 第2章概要设计 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令： Login 用户登录 \ Create 建立文件 Read 读取文件 Write 写入文件 Delete 删除文件 Mkdir 建立目录 Cd 切换目录 Logout 退出登录 ! 系统模块功能结构 运行环境要求 操作系统windows xp ，开发工具vc++ 数据结构设计 用户结构：账号与密码结构 typedef struct users ! { char name[8]; char pwd[10]; }users; 本系统有8个默认的用户名,前面是用户名,后面为密码,用户登陆时只要输入正确便可进入系统,否则提示失败要求重新输入。 users usrarray[8] = { "usr1","usr1", > "usr2","usr2", "usr3","usr3", "usr4","usr4", "usr5","usr5", "usr6","usr6", "usr7","usr7", "usr8","usr8", }; ' (3)数据结构说明 a)文件结构链表 struct fnode { char filename[FILENAME_LENGTH]; int isdir; int isopen; char content[255]; · fnode *parent; fnode *child; fnode *prev; fnode *next; }; b)函数介绍 fnode *initfile(char filename[],int isdir);文件系统实验报告
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